岩石力学试题

中国矿业大学2010～2011学年第 2 学期

《 矿山岩体力学 》试卷（A）卷

一、名词解释（20分，每题2分）

1、岩体：是由岩块和各种各样的结构面共同组成的综合体。

2、体力：分布在物体整个体积内部各个质点上的力，又称为质量力。

3、结构面：在岩体中存在着各种不同的地质界面，这种地质界面称为结构面。 4、岩石的孔隙度：是岩石中各种孔洞、裂隙体积的总和与岩石总体积之比，常用百分数表示，故也称为孔隙率。

5、岩石的软化系数：是指水饱和岩石试件的单向抗压强度与干燥岩石试件单向抗压强度之比。

6、岩石强度：岩石在各种荷载作用下破坏时所能承受的最大应力。 7、破坏准则：用以表征岩石破坏条件的应力状态与岩石强度参数间的函数关系，是在极限状态下的“应力—应力”关系。

8、岩石的弹性：指卸载后岩石变形能完全恢复的性质。

9、岩石的流变性：指岩石在长期静载荷作用下应力应变随时间加长而变化的性质。

10、地应力：指存在于地层中的未受工程扰动的天然应力。也称原岩应力、初始应力。

二、单项选择题（30分，每题2分）

1、下列那个不是矿山岩体力学的特点（ B ） A）工程支护多为临时结构物

B）只关心岩石在弹性阶段的力学性质 C）工作面不断移动

D）煤岩经常受瓦斯气体作用与影响

2、围压对岩石极限强度（峰值强度）有较大影响，随着围压的增加，岩石的三轴极限强度将（ B ）

A）减小 B）增大 C）不变 D）不一定增大

3、在岩石的室内单轴压缩试验中，对同一岩石试样所进行的试验中，如其余的条件均相同，则下列试样强度最高的是（ A ）

A）圆柱形试件 B）六角菱柱形试件 C）四角菱柱形试件 D）三角菱柱形试件

4、岩石的破坏形式不取决于下列哪个（ C ） A）岩石的性质与结构面性质 B）岩石受力状态有关 C）岩石强度

D）岩石环境条件

1

5、巴西劈裂法测量岩石的抗拉强度要求（ C ） A）线荷载不通过试件的直径 B）试件含有裂隙

C）破坏面必须通过试件的直径 D）岩石试件为方形

6、岩石的Griffith破坏准则是（ B ）

A）压破坏准则 B）拉破坏准则 C）剪破坏准则 D）压剪破坏准则

7、多个极限应力圆上的破坏点的轨迹称为莫尔强度线/莫尔包络线，实际中对于给定的岩石是否存在下图中的应力圆3（ C ） A）很定存在 B）不一定

C）不存在 D）与所受外力有关

8、下列哪类岩体结构面不是按地质成因分类（ C ） A）原生结构面 B）构造结构面 C）张性结构面 D）次生结构面

9、岩体强度受（ D ）控制 A）岩块强度 B）结构面强度

C）岩块和结构面强度

D）岩块和结构面强度及其组合方式

10、岩体质量指标RQD分类是将钻探时长度在10cm（含10cm）以上的岩芯累计长度占钻孔总长的百分比，下列对该分类方法的评价哪个是错的（ C ） A）简单易行

B）没有考虑节理方位的影响 C）考虑了充填物的影响

D）是一种快速、经济而实用的分类方法

11、围岩作用于支护结构上的力称为（ C ）

A）支承压力 B）围岩应力 C）围岩压力 D）采动应力

12、通常把在外力作用下破坏前总应变大于（ C ）的岩石称为塑性岩石。

2

A）1％ B）3％ C）5％ D）7％

13、严格地说，岩石的泊松比仅在岩石的（ B ）范围适用。

A）压密阶段 B）弹性范围 C）塑性部分 D）破坏阶段

14、根据体积应变的定义，体积应变?等于（ A ）

222??yz??zxA）?x??y??z B）?x?y??y?z??z?x???xy? 222??y?zx??z?xyC）??x??y??z?3 D）?x?y?z?2?xy?yz?zx???x?yz?

15、根据圣维南原理，物体的一小部分边界上的面力可变换为分布不同但静力等效的面力，静力等效的面力要求（ A ） A）主矢量相同，对于同一点的主矩也相同 B）主矢量相同，对于同一点的主矩不同 C）主矢量不同，对于同一点的主矩不同 D）主矢量相同，对于同一点的主矩相同

三、简答题（30分，每题5分）

1、简述岩石的莫尔-库仑强度准则的优缺点？ 答：优点：物理概念清楚（压剪破坏），易接受； 反映了岩石抗拉强度小于抗压强度；

能够解释岩石三向拉伸破坏、三向等压不破坏现象； 简单，便于应用，且比较全面反映了岩石强度特性。 缺点：没有考虑中间主应力?2作用，与实际情况不符； 理论得出的单轴抗拉强度远大于实际值，而得出的单轴抗压强度明显小于实际值，不能很好描述岩石在拉应力区和低应力区的真实强度特征； 关于破坏角对大多数岩石压缩条件近似，不能解释拉张破裂； 对膨胀岩石、蠕变岩石等强度非线显著的出入较大。

2、画出典型的岩石单轴压缩的全应力—应变曲线，并简述各个阶段的特点？ 答：

3

五个阶段： （1）压密阶段 （2）弹性工作阶段 （3）塑性性状阶段 （4）破坏阶段 （5）残余应力阶段

3、简述典型岩石蠕变的三个阶段，并画出岩石的典型蠕变曲线？ 答：第一蠕变阶段：过渡蠕变(AB) 第二蠕变阶段：定常蠕变(BC)

第三蠕变阶段：加速蠕变/不稳定蠕变(CD)

图 岩石的典型蠕变曲线

4、简述确定单结构面岩体强度的思路（单结构面的强度效应）？ 答：结构面AB存在下，下图岩体破坏有两种可能： a) 沿AB结构面滑移；

b) 产生新破裂面，沿新破裂面滑移。

4

（1）完整岩体的强度：

2c?cos?1?sin????31?sin?1?sin?

?1?这时岩体破坏面与最大主应力的夹角为：

??45??2

1122结构面AB上正应力与剪应力为：1??(?1??3)sin2?2??(?1??3)?(?1??3)cos2? ?1??3?结构面强度：2(Cw??3?tan?w)（1?tan?w?ctg?）sin2?2(Cw??3?fw)??3?（1?fw?ctg?）sin2? 结构面强度(MPa)40302010001020304050结构面倾角(度)60708090完整岩体：C0?2MPa;?0?450 结构面：Cw?0.5MPa;?w?200 5

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